鍛造毛坯工藝設(shè)計說明書

1、-. z.鍛造毛坯工藝設(shè)計說明書課程名稱：機械制造工藝設(shè)計設(shè)計題目：軸自由鍛毛坯制造工藝設(shè)計設(shè)計單位：機自1103設(shè)計人*： 41140207設(shè)計人：曉虎指導(dǎo)教師：鎖梅賈志新2014年6月目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc3913892131 鍛件加工余量、余塊、公差確實定1HYPERLINK l _Toc3913892141.1鍛造方式及毛坯類型的選擇1HYPERLINK l _Toc3913892151.2鍛件加工余量、余塊、公差確實定1HYPERLINK l _Toc3913892162毛坯質(zhì)量和尺寸的計算3HYPERLINK l _Toc391389217

2、2.1毛坯質(zhì)量的計算3HYPERLINK l _Toc3913892182.2 毛坯尺寸的計算4HYPERLINK l _Toc3913892193自由毛坯變形步驟、溫度和冷卻5HYPERLINK l _Toc3913892203.1毛坯變形步驟5HYPERLINK l _Toc3913892213.2鍛造溫度5HYPERLINK l _Toc3913892223.3冷卻方式6HYPERLINK l _Toc3913892234設(shè)備的選擇6HYPERLINK l _Toc3913892245參考文獻(xiàn)7-. z.鍛件加工余量、余塊、公差確實定鍛造方式及毛坯類型的選擇鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯

3、料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定的機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓鍛造與沖壓的兩大組成局部之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織構(gòu)造，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。根據(jù)坯料的移動方式，鍛造方式分為自由鍛，模鍛，閉式模鍛，閉式鐓鍛等，本課程采用自由鍛的方式。零件為階梯軸類零件，材料選擇45鋼。階梯軸零件工作時，些部位如軸頸主要是與滑動軸承配合的軸頸往往要承受摩擦、磨損，嚴(yán)重時可能發(fā)生咬死又稱抱軸現(xiàn)象，使軸類零件運轉(zhuǎn)精度下降，有時還需要承受多種載荷的作用。為增強階梯軸的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用

4、鍛件。1.2鍛件加工余量、余塊、公差確實定鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和驗收鍛件的主要依據(jù)。它是在零件圖的根底上考慮加工余量、鍛造公差、鍛造余塊和操作用夾頭等因素繪制而成的，如下列圖1。圖1 軸的鍛件圖余量：為了保證零件機械加工尺寸和外表粗糙度，在零件外外表需要加工局部，留一層作機械加工的金屬，這局部稱為機械加工余量，如圖1所示。余塊：有時為了簡化鍛件外形及鍛制過程，在鍛件*些地方添加一些大于余量的金屬體積，這局部添加的金屬體積成為余塊，如圖1所示。鍛件公差：鍛造公差鍛件的實際尺寸，不可能正好到達(dá)鍛件根本尺寸的要求，允許有一定的偏差，分為上偏差和下偏差，上偏差與下偏差的差值為鍛件公

5、差。零件總長275mm，最大直徑為82mm。根據(jù)GB/T15826.7-1995 臺階和凹檔的鍛出條件技術(shù)要求規(guī)定，該軸鍛出臺階和凹檔的最小長度為100mm，所以左右兩邊均為一層臺階。根據(jù)4249.2-86臺階軸類鍛件機械加工余量與鍛造公差如表1技術(shù)要求規(guī)定，該軸的加工余量為a=8mm，極限偏差為3mm。表1 臺階軸類鍛件機械加工余量與鍛造公差余量和公差的選擇應(yīng)考慮鍛件的材料、形狀尺寸、現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)批量等因素。如下表表2 鍛件各軸段尺寸及偏差尺寸軸段位置長度/mm直徑/mm根本尺寸上下偏差尺寸根本尺寸上下偏差尺寸鍛件總長291左端軸段154中間軸段29右端軸段108毛坯質(zhì)量和尺寸的計算2.1

6、毛坯質(zhì)量的計算軸的鍛造用坯料為鋼材，用于中、小型鍛件。坯料的重量按下式計算： QUOTE 坯料的重量； QUOTE 鍛件的重量； QUOTE 加熱時坯料外表氧化而燒損的質(zhì)量； QUOTE 沖孔芯料的質(zhì)量； QUOTE 鍛造時從鍛件端部切去的金屬質(zhì)量。鍛件質(zhì)量： QUOTE *V式中 QUOTE -鍛件質(zhì)量；-鍛件材料的密度kg/dm3 V -鍛件的體積 dm3 ；取 QUOTE 根據(jù)45鋼的塑性、強度、導(dǎo)熱及膨脹系數(shù)、組織特點、加熱變化等特點，采用室式煤爐加熱三次。根據(jù)坯料在加熱過程和鍛造過程中損耗量的計算可以得出：室式煤爐 QUOTE ， QUOTE 適用于一次加熱，如果需屢次加熱，每增加一

7、個火次，系數(shù)增加 QUOTE ，取 QUOTE ，則加熱三次對于圓形截面：其中：D1 d m為切頭局部的直徑，取系數(shù)為1.6由于不存在沖孔，故由此可得坯料的質(zhì)量為坯料體積為2.2 毛坯尺寸的計算軸類零件一般采用拔長的方式鍛造，拔長后的最大截面局部應(yīng)到達(dá)規(guī)定的鍛造比要求，即式中 QUOTE 坯料截面積； QUOTE 經(jīng)過拔長后的最大截面積； y規(guī)定的鍛造比。以鋼材或鋼坯等軋材為坯料的鍛件，鍛造比即可，取鍛造比 QUOTE 。因此，采用圓截面坯料時：式中 QUOTE 經(jīng)過拔長后的最大直徑。查找表3熱軋圓鋼直徑GB702-72，可知：坯料應(yīng)選用直徑為105的圓鋼。即毛坯實際直徑應(yīng)為 QUOTE 。表

8、3 熱軋圓鋼直徑坯料長度綜上所述，坯料尺寸為 QUOTE 。自由毛坯變形步驟、溫度和冷卻3.1毛坯變形步驟毛坯采用自由鍛進(jìn)展鍛造，主要經(jīng)過拔長、壓肩、修整等工序。通常采用比擬法編制工序，對鍛件圖與所選坯料進(jìn)展比擬，分析其差異，初步定出根本工序；分析其缺乏及是否進(jìn)性和經(jīng)濟性，結(jié)合工藝習(xí)慣增設(shè)工序。參照資料軸類鍛件鍛造工藝確定工藝方案如下：下料拔長壓肩拔長壓肩、拔長至完成，具體步驟如下。下料 QUOTE 整體拔長至 QUOTE 壓肩左端拔長至 QUOTE 右端壓肩，得中間軸段 QUOTE 右端拔長至 QUOTE 修整，切去余料，得到符合要求的鍛件。3.2鍛造溫度鍛造溫度圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫

9、度的間隔。確定鍛造溫度的根本原則，是保證金屬材料在鍛造溫度圍具有良好的塑性和較低的變形抗力，能鍛出優(yōu)質(zhì)的鍛件。查表4各類合金的鍛造溫度圍表4 各類合金的鍛造溫度圍得45鋼的鍛造溫度始鍛溫度 QUOTE 終鍛溫度鍛造溫度圍 QUOTE 3.3冷卻方式鍛件在冷卻時，按冷卻速度不同分為空冷、坑冷和爐冷?？绽溥m合低中碳鋼的小型鍛件，空冷溫度下降速度較快；坑冷適合中碳鋼，合金工具鋼及大多數(shù)低合金鋼的中型鍛件；爐冷最緩慢，冷卻后組織較好，一般用于比擬重要的鍛件。由于此鍛件屬于小型鍛件，屬于低中碳鋼，所以采用空冷的冷卻方式。設(shè)備的選擇選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量。設(shè)備噸位太小，鍛件部鍛不透，質(zhì)量不好，生產(chǎn)率也低；設(shè)備噸位過大，不僅造成設(shè)備和動力的浪費，而且操作不便、不平安。表5 自由鍛錘的鍛造能力圍坯料尺寸為 QUOTE ，坯料質(zhì)量為